KR20240157004A - Touch driving circuit, touch display device, and touch driving method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분하고, 아이들 모드에서 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시킴으로써, 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시키는 동시에, 디스플레이 기능과 관련된 일부 동작을 축소시킴으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention relate to a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method, and more specifically, to a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method which can divide a touch sensing type into an active mode and an idle mode and reduce power consumption in the idle mode. In addition, embodiments of the present invention can provide a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method which can reduce power consumption by shortening a touch driving period in the idle mode. In addition, embodiments of the present invention can provide a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method which can reduce power consumption by shortening a touch driving period in the idle mode and reducing some operations related to a display function.
Description
본 발명의 실시예들은 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display)와 같은 여러 가지 디스플레이 장치가 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices for displaying images is increasing in various forms, and recently, various display devices such as liquid crystal displays, plasma display panels, and organic light emitting diode displays are being utilized.
한편, 디스플레이 장치에서 터치 입력 기능을 제공함에 있어서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 디스플레이 패널 내부에 터치 스크린을 구성하는 소자들을 내장하는 패널 내장형(In-cell type) 터치 디스플레이 장치가 개발되어 사용되고 있다.Meanwhile, in order to provide a touch input function in a display device, an in-cell type touch display device that embeds elements that constitute a touch screen inside the display panel has been developed and used to make portable terminals such as smartphones and tablet PCs slimmer.
터치 디스플레이 장치에 대한 터치 기능은 손가락과 같은 패시브 스타일러스(passive stylus) 뿐만 아니라 디스플레이 패널과 신호를 송수신할 수 있는 액티브 스타일러스(active stylus)을 이용할 수도 있다.The touch function for a touch display device may utilize not only a passive stylus, such as a finger, but also an active stylus that can transmit and receive signals with the display panel.
이러한 터치 디스플레이 장치는 영상의 디스플레이 기능뿐만 아니라 터치 센싱 기능을 함께 수행해야 하며, 특히 액티브 스타일러스에 대해서는 터치 센싱을 위해서 별도의 동기화 과정이 요구된다.These touch display devices must perform not only the display function of images but also the touch sensing function, and in particular, a separate synchronization process is required for touch sensing for the active stylus.
이와 같이, 터치 디스플레이 장치는 디스플레이 기능과 터치 센싱 기능을 동시에 진행하는 동시에, 액티브 스타일러스에 대한 동기화 과정 등으로 인해 전력 소모가 증가하는 문제가 발생하기 때문에, 터치 디스플레이 장치의 전력 소모를 감소시킬 수 있는 방법이 요구되는 상황이다.In this way, since the touch display device simultaneously performs display functions and touch sensing functions, and power consumption increases due to processes such as synchronization with an active stylus, a method for reducing power consumption of the touch display device is required.
본 발명의 실시예들은 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분하고, 아이들 모드에서 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention can provide a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method that can be divided into an active mode and an idle mode according to a touch sensing type and reduce power consumption in the idle mode.
또한, 본 발명의 실시예들은 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시킴으로써, 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can provide a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method that can reduce power consumption by shortening a touch driving period in an idle mode.
또한, 본 발명의 실시예들은 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시키는 동시에, 디스플레이 기능과 관련된 일부 동작을 축소시킴으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can provide a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method that can reduce power consumption by shortening a touch driving period in an idle mode while reducing some operations related to a display function.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 복수의 터치 전극을 포함하는 디스플레이 패널과, 터치 센싱 유형에 따라 제 1 모드 및 제 2 모드로 구분하며, 복수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 기준으로 터치 유무 또는 터치 위치를 검출하는 터치 구동 회로와, 제 2 모드에서의 터치 구동 기간이 제 1 모드에서의 터치 구동 기간보다 짧도록 터치 동기 신호를 생성해서, 터치 구동 회로에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, embodiments of the present invention can provide a touch display device including a display panel including a plurality of touch electrodes, a touch driving circuit that detects the presence or absence of a touch or a touch position based on a touch sensing signal received from the plurality of touch electrodes and is divided into a first mode and a second mode according to a touch sensing type, and a timing controller that generates a touch synchronization signal such that a touch driving period in the second mode is shorter than a touch driving period in the first mode, and supplies the signal to the touch driving circuit.
일 측면에서, 제 1 모드는 터치 위치를 검출하는 모드이고, 제 2 모드는 터치 유무를 감지하는 모드인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, a touch display device can be provided in which the first mode is a mode for detecting a touch position, and the second mode is a mode for detecting the presence or absence of a touch.
일 측면에서, 제 2 모드는 동일한 터치 구동 신호를 복수의 터치 전극에 동시에 인가하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the second mode can provide a touch display device that simultaneously applies the same touch driving signal to multiple touch electrodes.
일 측면에서, 제 2 모드는 제 1 모드에서 수행되는 터치 센싱 기능 중 적어도 일부의 기능이 제한되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the second mode can provide a touch display device in which at least some of the touch sensing functions performed in the first mode are limited.
일 측면에서, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 상기 터치 구동 기간이 둘 이상 포함되는 LHB 구동의 경우, 제 1 모드는 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 둘 이상의 상기 터치 구동 기간을 포함하고, 제 2 모드는 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 상기 제 1 모드보다 적은 횟수의 터치 구동 기간을 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, in the case of LHB driving in which two or more of the touch driving periods are included within one display frame period, a first mode may include two or more of the touch driving periods within one display frame period, and a second mode may include a smaller number of touch driving periods than the first mode within one display frame period, thereby providing a touch display device.
일 측면에서, 제 2 모드는 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 하나의 터치 구동 기간을 포함되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the second mode can provide a touch display device including one touch driving period within one display frame period.
일 측면에서, 터치 구동 기간은 제 1 모드 및 상기 2 모드에서 동일한 시간 간격을 가지는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the touch driving period can provide a touch display device having the same time interval in the first mode and the second mode.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 제 2 모드에서 디스플레이 패널에 공급하는 디지털 영상 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리를 턴-오프시키는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the timing controller can provide a touch display device that turns off a memory for temporarily storing digital image data supplied to the display panel in a second mode.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스를 통해 터치 구동 회로에 데이터 패킷을 전송하되, 제 1 모드에서 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 상기 데이터 패킷을 전송하고, 제 2 모드에서 쌍으로 이루어진 신호 라인 중 하나의 신호 라인을 통해 데이터 패킷을 전송하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, a timing controller can provide a touch display device that transmits data packets to a touch driving circuit through a point-to-point interface, wherein the data packets are transmitted through paired signal lines in a first mode, and the data packets are transmitted through one of the paired signal lines in a second mode.
일 측면에서, 타이밍 컨트롤러는 제 1 모드에서 터치 구동 회로에 전달되는 전원 제어 신호 중 적어도 일부를 제 2 모드에서 턴-오프시키는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the timing controller can provide a touch display device that turns off at least some of the power control signals transmitted to the touch driving circuit in the first mode in the second mode.
일 측면에서, 제 2 모드에서 제 1 터치 구동 기간에 디스플레이 패널에서 스타일러스로 업링크 신호가 전송되고, 제 2 터치 구동 기간에 스타일러스로부터 다운링크 신호가 수신되는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, a touch display device can be provided in which an uplink signal is transmitted from a display panel to a stylus in a first touch driving period in a second mode, and a downlink signal is received from the stylus in a second touch driving period.
일 측면에서, 업링크 신호는 스타일러스의 구동에 필요한 비콘 신호와, 동기화를 위한 핑 신호를 포함하는 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the uplink signal may provide the touch display device with a beacon signal necessary for driving the stylus and a ping signal for synchronization.
일 측면에서, 다운링크 신호는 스타일러스의 위치, 기울기, 및 부가 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 신호인 터치 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In one aspect, the downlink signal can provide a touch display device with a signal including at least one of position, tilt, and additional information of the stylus.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 복수의 터치 전극을 포함하는 디스플레이 패널에 터치 구동 신호를 공급하고, 복수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 수신하는 터치 센싱 회로와, 터치 센싱 신호에 따라 모드 제어 신호를 출력하고, 모드 제어 신호에 따라 제 1 모드 및 제 2 모드로 구분되는 터치 동기 신호를 수신하며, 터치 동기 신호에 따라 터치 유무 또는 터치 위치를 검출하는 터치 컨트롤러를 포함하되, 터치 동기 신호는 제 2 모드에서의 터치 구동 기간이 상기 제 1 모드에서의 터치 구동 기간보다 짧은 터치 구동 회로를 제공할 수 있다.In another aspect, embodiments of the present invention include a touch sensing circuit that supplies a touch driving signal to a display panel including a plurality of touch electrodes, receives a touch sensing signal received from the plurality of touch electrodes, outputs a mode control signal according to the touch sensing signal, receives a touch synchronization signal that is divided into a first mode and a second mode according to the mode control signal, and detects the presence or absence of a touch or a touch position according to the touch synchronization signal, wherein the touch synchronization signal can provide a touch driving circuit in which a touch driving period in the second mode is shorter than a touch driving period in the first mode.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널에 배치된 복수의 터치 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신하는 단계와, 터치 센싱 신호에 따라 모드 제어 신호를 생성하는 단계와, 모드 제어 신호에 따라 제 1 모드 및 제 2 모드로 구분되는 터치 동기 신호를 출력하는 단계-여기에서, 터치 동기 신호는 제 2 모드에서의 터치 구동 기간이 제 1 모드에서의 터치 구동 기간보다 짧도록 설정됨-와, 터치 동기 신호에 따라 설정된 터치 구동 기간에 터치 구동 신호를 디스플레이 패널에 공급하는 단계를 포함하는 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.In another aspect, embodiments of the present invention can provide a touch driving method including a step of receiving a touch sensing signal from a plurality of touch electrodes arranged on a display panel, a step of generating a mode control signal according to the touch sensing signal, a step of outputting a touch synchronization signal that is distinguished into a first mode and a second mode according to the mode control signal, wherein the touch synchronization signal is set such that a touch driving period in the second mode is shorter than a touch driving period in the first mode, and a step of supplying the touch driving signal to the display panel during the touch driving period set according to the touch synchronization signal.
본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분하고, 아이들 모드에서 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method can be provided, which can be divided into an active mode and an idle mode according to a touch sensing type, and can reduce power consumption in the idle mode.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시킴으로써, 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method can be provided that can reduce power consumption by shortening a touch driving period in an idle mode.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 아이들 모드에서 터치 구동 기간을 단축시키는 동시에, 디스플레이 기능과 관련된 일부 동작을 축소시킴으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 터치 구동 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법을 제공할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention, a touch driving circuit, a touch display device, and a touch driving method can be provided that can reduce power consumption by shortening a touch driving period in an idle mode and reducing some operations related to a display function.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드 및 아이들 모드가 전환되는 개념을 예시로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 액티브 모드와 아이들 모드의 터치 구동 기간이 다르게 설정된 경우를 나타낸 예시 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, LHB 구동의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동 타이밍과 독립적인 터치 구동 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, LHB 구동의 경우에 액티브 모드와 아이들 모드의 터치 구동 기간이 다르게 설정된 경우를 나타낸 예시 도면이다.
도 8은 본 발명에 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스 예시를 나타낸 구조이다.
도 9는 본 발명에 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스에서 전달되는 신호 파형의 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 액티브 모드와 아이들 모드에서의 동작을 비교하는 신호 파형의 예시 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치와 스타일러스 사이의 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 아이들 모드의 경우에 스타일러스에 대한 터치 구동이 이루어지는 타이밍을 예시로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic drawing of a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram showing the timing of a display driving period and a touch driving period in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a drawing illustrating an example of a concept in which an active mode and an idle mode are switched according to a touch sensing type in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary drawing showing a case where the touch driving periods of the active mode and the idle mode are set differently in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary diagram showing the timing of LHB driving in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram showing touch driving timing independent of display driving timing in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 7 is an exemplary drawing showing a case in which the touch driving periods of the active mode and the idle mode are set differently in the case of LHB driving in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 8 is a structure showing an example of a point-to-point interface in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 9 is a drawing showing an example of a signal waveform transmitted in a point-to-point interface in a display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 10 is an exemplary diagram of signal waveforms comparing operations in active mode and idle mode in a touch display device according to embodiments of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating the operation between a touch display device and a stylus according to embodiments of the present invention.
FIG. 12 is a drawing showing an example of timing at which touch operation for a stylus is performed in idle mode in a touch display device according to embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. When adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, when describing the present invention, if it is determined that a specific description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted. When "includes," "has," "consists of," etc. are used in this specification, other parts may be added unless "only" is used. When a component is expressed in the singular, it may include a case where it includes plural unless there is a special explicit description.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. In addition, when describing components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and the nature, order, sequence, or number of the components are not limited by these terms.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In a description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", it should be understood that the two or more components may be directly "connected", "coupled" or "connected", but the two or more components and another component may be further "interposed" to be "connected", "coupled" or "connected". Here, the other component may be included in one or more of the two or more components that are "connected", "coupled" or "connected" to each other.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, or manufacturing methods, for example, when the temporal chronological relationship or the chronological flow relationship is described as "after", "following", "next to", or "before", it can also include cases where it is not continuous, as long as "immediately" or "directly" is not used.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.Meanwhile, when a numerical value or its corresponding information (e.g., level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information may be interpreted as including an error range that may occur due to various factors (e.g., process factors, internal or external impact, noise, etc.).
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic drawing of a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 영상 디스플레이 기능은 물론, 손가락 등과 같은 패시브 스타일러스에 대한 터치 센싱 기능과, 펜과 같은 액티브 스타일러스에 대한 터치 센싱 기능(스타일러스 인식 기능)을 제공할 수 있는 디스플레이 장치이다.Referring to FIG. 1, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention is a display device that can provide not only an image display function, but also a touch sensing function for a passive stylus such as a finger, and a touch sensing function (stylus recognition function) for an active stylus such as a pen.
본 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센서(Touch Sensor)로서의 다수의 터치 전극(Touch Electrode; TE)을 포함하는 터치 스크린 패널(Touch Screen panel; TSP)이 디스플레이 패널(110)에 내장된 디스플레이 장치로서, 텔레비전(TV), 모니터 등일 수도 있고, 태블릿, 스마트 폰 등의 모바일 장치일 수도 있다.A touch display device (100) according to the present embodiments is a display device in which a touch screen panel (TSP) including a plurality of touch electrodes (TE) as touch sensors is built into a display panel (110), and may be a television (TV), a monitor, or a mobile device such as a tablet or smart phone.
예를 들어, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동에 사용되는 공통 전극을 복수 개로 블록화하여 터치 전극(TE)으로 사용할 수 있다. 다른 예로서, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱 전용 전극 또는 터치 구동 전용 전극으로서 복수의 터치 전극(TE)을 사용할 수도 있다.For example, the touch display device (100) may block a plurality of common electrodes used for display driving and use them as touch electrodes (TE). As another example, the touch display device (100) may use a plurality of touch electrodes (TE) as touch sensing-only electrodes or touch driving-only electrodes.
디스플레이 패널(110)은 액정 디스플레이 패널, 유기 발광 디스플레이 패널 등 다양한 타입의 패널일 수 있다.The display panel (110) may be a variety of types of panels, such as a liquid crystal display panel or an organic light-emitting display panel.
일 예로, 디스플레이 패널(110)이 액정 디스플레이 패널인 경우, 터치 디스플레이 장치(100)는 공통 전압이 인가되어 픽셀 전극과 전계를 형성하는 공통 전극을 복수 개 블록화하여 터치 전극(TE)으로 활용할 수 있다.For example, when the display panel (110) is a liquid crystal display panel, the touch display device (100) can utilize a plurality of blocks of common electrodes, to which a common voltage is applied to form an electric field with pixel electrodes, as touch electrodes (TE).
다른 예로, 디스플레이 패널(110)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우, 터치 디스플레이 장치(100)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 구성하는 제 1 전극, 유기 발광층, 제 2 전극, 그 상부에 위치하여 밀봉 기능을 가지는 봉지층(Encapsulation Layer), 및 그 상부에 위치하는 터치 센서 금속층(Touch Sensor Metal Layer)을 포함할 수 있으며, 복수의 터치 전극(TE)은 터치 센서 금속층에 형성되어 있을 수 있다.As another example, when the display panel (110) is an organic light emitting display panel, the touch display device (100) may include a first electrode constituting an organic light emitting diode, an organic light emitting layer, a second electrode, an encapsulation layer positioned thereon and having a sealing function, and a touch sensor metal layer positioned thereon, and a plurality of touch electrodes (TE) may be formed on the touch sensor metal layer.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 복수의 터치 전극(TE)이 터치 구동 과정에서 터치 구동 전극(터치 센싱 전극)으로 이용되고, 디스플레이 구동 과정에서는 공통 전극으로 이용되는 경우로 가정하여 설명한다.Below, for convenience of explanation, it is assumed that multiple touch electrodes (TEs) are used as touch driving electrodes (touch sensing electrodes) during the touch driving process and as common electrodes during the display driving process.
터치 디스플레이 장치(100)는 터치 스크린 패널(TSP)이 내장된 디스플레이 패널(110)을 구동함으로써 디스플레이 패널(110)을 통해 수신된 신호를 이용하여 핑거 센싱 및 스타일러스 센싱을 수행하는 터치 구동 회로(TIC)를 포함할 수 있다.A touch display device (100) may include a touch driving circuit (TIC) that performs finger sensing and stylus sensing by using signals received through the display panel (110) by driving a display panel (110) having a built-in touch screen panel (TSP).
이러한 터치 구동 회로(TIC)는 디스플레이 패널(110)을 구동하여 디스플레이 패널(110)을 통해 신호를 수신하는 제 1 회로와, 디스플레이 패널(110)을 통해 수신된 신호를 이용하여 핑거 터치 센싱 및 스타일러스 터치 센싱을 수행하는 제 2 회로를 포함할 수 있다. 이 때, 제 1 회로는 터치 센싱 회로(ROIC)라고 하고, 제 2 회로는 터치 컨트롤러(TCR)라고도 한다.Such a touch driving circuit (TIC) may include a first circuit that drives a display panel (110) and receives a signal through the display panel (110), and a second circuit that performs finger touch sensing and stylus touch sensing using the signal received through the display panel (110). In this case, the first circuit is referred to as a touch sensing circuit (ROIC), and the second circuit is also referred to as a touch controller (TCR).
터치 센싱 회로(ROIC)는 데이터 라인들을 구동하는 데이터 구동 회로(SDIC)와 함께 통합 구동 회로(SRIC)로 구현될 수도 있다.The touch sensing circuit (ROIC) may be implemented as an integrated driver circuit (SRIC) together with a data driver circuit (SDIC) that drives the data lines.
통합 구동 회로(SRIC)는 필름 상에 실장된 COF (Chip On Film) 타입일 수 있다.The integrated driver circuit (SRIC) can be a COF (Chip On Film) type mounted on a film.
통합 구동 회로(SRIC)가 실장된 필름은 디스플레이 패널(110)의 본딩 부와 인쇄 회로 기판(PCB)의 본딩부 각각에 결합될 수 있다.A film having an integrated driving circuit (SRIC) mounted thereon can be bonded to each of a bonding portion of a display panel (110) and a bonding portion of a printed circuit board (PCB).
인쇄 회로 기판(PCB)에는 터치 컨트롤러(TCR) 등이 실장될 수 있다.A touch controller (TCR), etc. can be mounted on a printed circuit board (PCB).
터치 센싱 회로(ROIC)와 데이터 구동 회로(SDIC)는 별도의 구동 칩으로 구현될 수도 있다. 터치 센싱 회로(ROIC)는 디스플레이 패널(110)을 이루는 복수의 터치 전극(TE)과 복수의 신호 라인(SL)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.The touch sensing circuit (ROIC) and the data driving circuit (SDIC) may be implemented as separate driving chips. The touch sensing circuit (ROIC) may be electrically connected to a plurality of touch electrodes (TE) forming the display panel (110) and a plurality of signal lines (SL).
이 때, 터치 센싱 회로(ROIC)는 디스플레이 구동 기간과 별도로 시분할된 터치 구동 기간에 터치 센싱을 수행할 수도 있고, 터치 센싱을 수행하는 터치 구동 기간이 디스플레이 구동 기간과 동시에 진행할 수도 있다.At this time, the touch sensing circuit (ROIC) may perform touch sensing in a touch driving period that is time-divided separately from the display driving period, or the touch driving period that performs touch sensing may proceed simultaneously with the display driving period.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동 회로(TIC)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. Additionally, the touch display device (100) may include a timing controller (not shown) that controls a touch driver circuit (TIC).
타이밍 컨트롤러는 터치 구동 회로(TIC)를 제어하는 터치 동기 신호를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 터치 구동 회로(TIC)와의 사이에 정의된 인터페이스를 기반으로 터치 구동 신호 등을 주고 받는다.The timing controller can generate a touch synchronization signal that controls a touch driver circuit (TIC). The timing controller sends and receives touch driver signals, etc. based on an interface defined between it and the touch driver circuit (TIC).
여기에서, 마이크로 컨트롤 유닛(150)은 터치 회로(200) 내의 터치 컨트롤러와 함께 하나의 집적 회로 형태로 형성될 수도 있고, 타이밍 컨트롤러(140)와 함께 하나의 집적 회로 형태로 이루어질 수도 있을 것이다.Here, the micro control unit (150) may be formed in the form of a single integrated circuit together with the touch controller within the touch circuit (200), or may be formed in the form of a single integrated circuit together with the timing controller (140).
타이밍 컨트롤러는 호스트 시스템(도시되지 않음)으로부터 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호, 메인 클럭 등의 타이밍 신호와 디지털 영상 데이터를 공급받는다.The timing controller receives timing signals such as a vertical sync signal, a horizontal sync signal, a data enable signal, a main clock, and digital image data from a host system (not shown).
타이밍 컨트롤러는 게이트 스타트 펄스, 게이트 쉬프트 클럭 및 게이트 출력 인에이블 신호 등의 스캔 타이밍 제어 신호를 기반으로 게이트 구동 회로(도시되지 않음)의 스캔 타이밍을 제어한다. 또한, 타이밍 컨트롤러는 소스 샘플링 클럭, 및 소스 출력 인에이블 신호 등의 데이터 타이밍 제어 신호를 기반으로 데이터 구동 회로(SDIC)의 데이터 타이밍을 제어한다.The timing controller controls the scan timing of the gate driving circuit (not shown) based on scan timing control signals such as a gate start pulse, a gate shift clock, and a gate output enable signal. In addition, the timing controller controls the data timing of the data driving circuit (SDIC) based on data timing control signals such as a source sampling clock and a source output enable signal.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 디스플레이 구동 기간과 터치 구동 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다. FIG. 2 is an exemplary diagram showing the timing of a display driving period and a touch driving period in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 정해진 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 구동 기간(TP) 동안 손가락 또는 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can perform display driving for displaying an image during a display driving period (DP) determined within one display frame period (Display Frame), and perform touch driving for sensing a touch input by a finger or stylus during a touch driving period (TP).
이러한, 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 감지를 위한 전극으로서 각 픽셀 구동을 위한 공통 전극을 함께 사용한다. 따라서, 디스플레이 구동 기간(DP) 동안에는 박막 트랜지스터에 공통 전압이 제공되고, 터치 구동 기간(TP) 동안에는 터치 전극으로 동작하는 공통 전극에 터치 구동 신호가 제공된다.This touch display device (100) uses a common electrode for driving each pixel as an electrode for touch detection. Therefore, during the display driving period (DP), a common voltage is provided to the thin film transistor, and during the touch driving period (TP), a touch driving signal is provided to the common electrode that operates as a touch electrode.
디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 시간적으로 동일하거나 중첩되는 기간일 수도 있고, 시간적으로 분리된 기간일 수도 있다. The display driving period (DP) and the touch driving period (TP) may be temporally identical or overlapping periods, or may be temporally separate periods.
디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 시간적으로 분리되는 경우를 시간 분할 구동(Time Division Driving)이라고 할 수 있다.When the display driving period (DP) and the touch driving period (TP) are temporally separated, it can be called time division driving.
반면, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 시간적으로 동일한 경우, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 이루어질 수 있으며, 이러한 구동 방식을 시간 프리 구동(Time Free Driving)이라고 할 수 있다.On the other hand, if the display driving period (DP) and the touch driving period (TP) are temporally identical, display driving and touch driving can be performed simultaneously, and this driving method can be called time free driving.
시간 분할 구동 경우, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)은 교번할 수 있다.In the case of time-division driving, the display driving period (DP) and the touch driving period (TP) can be alternated.
이와 같이, 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)이 교번하면서 시간적으로 분리되는 경우, 터치 구동 기간(TP)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크 기간(Blank)에 해당할 수 있다.In this way, when the display driving period (DP) and the touch driving period (TP) are alternately and temporally separated, the touch driving period (TP) may correspond to a blank period (Blank) in which display driving is not performed.
한편, 터치 디스플레이 장치(100)는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 터치 동기 신호(Tsync)를 발생시켜서 이를 통해 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)을 식별하거나 제어할 수 있다. 즉, 터치 동기 신호(Tsync)는 터치 구동 기간(TP)을 정의하는 타이밍 제어 신호가 될 수 있다.Meanwhile, the touch display device (100) can identify or control the display driving period (DP) and the touch driving period (TP) by generating a touch synchronization signal (Tsync) that swings between high and low levels. That is, the touch synchronization signal (Tsync) can be a timing control signal that defines the touch driving period (TP).
예를 들어, 터치 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 디스플레이 구동 기간(DP)에 대응될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 터치 구동 기간(TP)에 대응될 수 있다. For example, a high level section (or low level section) of a touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a display driving period (DP), and a low level section (or high level section) of the touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a touch driving period (TP).
이 경우, 터치 센싱 회로(ROIC)는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨인 터치 구동 기간(TP)에 터치 구동 신호를 터치 전극(TE)에 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 터치 신호를 이용하여 패시브 스타일러스 또는 액티브 스타일러스의 터치 유무 및 터치 위치를 센싱할 수 있다.In this case, the touch sensing circuit (ROIC) applies a touch driving signal to the touch electrode (TE) during a touch driving period (TP) in which the touch synchronization signal (Tsync) is at a low level, and can sense the presence or absence of a touch and the touch position of a passive stylus or an active stylus by using the touch signal received from the touch electrode (TE).
한편, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 디스플레이 구동 기간(DP) 및 터치 구동 기간(TP)을 할당하는 방식과 관련하여, 일 예로, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 하나의 디스플레이 구동 기간(DP)과 하나의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간(Blank)에 해당하는 하나의 터치 구동 기간(TP) 동안 패시브 스타일러스 및 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.Meanwhile, with respect to a method of allocating a display driving period (DP) and a touch driving period (TP) within one display frame period (Display Frame), for example, one display frame period (Display Frame) may be divided into one display driving period (DP) and one touch driving period (TP), display driving may be performed during one display driving period (DP), and touch driving for sensing touch input by a passive stylus and an active stylus may be performed during one touch driving period (TP) corresponding to a blank period (Blank).
즉, 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 화면 변경 주기(Refresh Rate) 또는 프레임 주파수의 1 주기인 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 동안 터치를 위한 구동이 1회 이루어질 수 있다.That is, the touch display device (100) can be driven for touch once during a display frame period (Display Frame), which is one cycle of the screen change cycle (Refresh Rate) or frame frequency of the display panel (110).
예를 들어, 프레임 주파수가 60Hz 인 경우에는, 1/60s 의 수평 기간 내에서 디스플레이 패널(110)을 구성하는 N개의 게이트 라인을 통해 픽셀을 턴-온 또는 턴-오프하는 디스플레이 구동을 한 후에 일정 간격 동안 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간(TP)이 진행된다. 이 경우, 터치 감지 빈도(Touch Report Rate)는 60Hz가 될 것이다.For example, when the frame frequency is 60 Hz, after display driving is performed to turn on or off pixels through N gate lines constituting the display panel (110) within a horizontal period of 1/60 s, a touch driving period (TP) for touch sensing is performed for a certain interval. In this case, the touch detection frequency (Touch Report Rate) will be 60 Hz.
다른 예로써, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하고, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 둘 이상의 터치 구동 기간(TP) 동안 화면 전 영역 또는 일부 영역에서 패시브 스타일러스와 액티브 스타일러스에 의한 터치 입력을 1 차례 또는 2 차례 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.As another example, one display frame period (Display Frame) may be divided into two or more display driving periods (DP) and two or more touch driving periods (TP), and display driving may be performed during two or more display driving periods (DP) within one display frame period (Display Frame), and touch driving may be performed to sense touch input by a passive stylus and an active stylus in the entire screen area or a part of the screen area once or twice or more during the two or more touch driving periods (TP).
이와 같이, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 둘 이상의 디스플레이 구동 기간(DP)과 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)으로 분할하여 디스플레이 구동 및 터치 구동을 진행하는 경우에, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 둘 이상의 터치 구동 기간(TP)에 해당하는 둘 이상의 블랭크 기간(Blank) 각각을 LHB(Long Horizontal Blank) 라고 한다.In this way, when display driving and touch driving are performed by dividing one display frame period (Display Frame) into two or more display driving periods (DP) and two or more touch driving periods (TP), each of two or more blank periods (Blank) corresponding to two or more touch driving periods (TP) within one display frame period (Display Frame) is called a Long Horizontal Blank (LHB).
따라서, 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 스타일러스 또는 손가락에 대한 터치 센싱이 이루어지는 둘 이상의 기간을 LHB 또는 터치 구동 기간(TP)이라고 할 수 있으며, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 LHB 동안 수행되는 터치 구동을 “구동”이라고 한다.Accordingly, two or more periods during which touch sensing for a stylus or finger is performed within a display frame period (Display Frame) can be referred to as an LHB or touch driving period (TP), and touch driving performed during two or more LHBs within one display frame period (Display Frame) is referred to as “driving.”
본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱 유형에 따라 터치 센싱 모드를 액티브 모드(Active Mode)와 아이들 모드(Idle Mode)로 구분하고, 터치 센싱 모드에 따라 터치 구동 기간을 달리함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.The touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption by dividing the touch sensing mode into an active mode and an idle mode according to the touch sensing type and varying the touch driving period according to the touch sensing mode.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드 및 아이들 모드가 전환되는 개념을 예시로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a drawing illustrating an example of a concept in which an active mode and an idle mode are switched according to a touch sensing type in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)에 대한 오브젝트(스타일러스 또는 손가락)의 터치 유무를 탐지하는 아이들 모드(Idle Mode)와, 오브젝트(스타일러스 또는 손가락)의 터치 위치를 검출하고, 스타일러스가 전송하는 정보를 센싱할 수 있는 액티브 모드(Active Mode)로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 3, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can be divided into an idle mode that detects whether an object (stylus or finger) touches a display panel (110), and an active mode that detects a touch position of an object (stylus or finger) and senses information transmitted by a stylus.
이 때, 터치 센싱 유형에 따라 구분되는 동작 모드는 액티브 모드와 아이들 모드 이외에 다양한 용어로 표현될 수 있을 것이다. 또한, 터치 유무를 탐지하는 모드를 아이들 모드로 표현하고, 터치 위치를 검출하는 모드를 액티브 모드로 표현하였지만, 터치 디스플레이 장치(100)가 복수의 터치 센싱 기능을 제공하는 경우에 전체 터치 센싱 기능(예를 들어, 터치 유무, 터치 위치, 터치 압력 등)이 수행되는 경우를 액티브 모드로 표현하고, 전체 터치 센싱 기능 중에서 일부 터치 센싱 기능만을 수행함으로써 소비 전력을 감소시키는 경우를 아이들 모드로 표현할 수도 있을 것이다.At this time, the operation mode distinguished according to the touch sensing type may be expressed in various terms other than the active mode and the idle mode. In addition, the mode for detecting the presence or absence of a touch is expressed as the idle mode, and the mode for detecting the touch position is expressed as the active mode. However, in the case where the touch display device (100) provides multiple touch sensing functions, the case where the entire touch sensing function (e.g., the presence or absence of a touch, the touch position, the touch pressure, etc.) is performed may be expressed as the active mode, and the case where power consumption is reduced by performing only some of the entire touch sensing functions may be expressed as the idle mode.
예를 들어, 액티브 모드에서는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 복수의 터치 전극(TE)에 서로 다른 터치 구동 신호를 인가하거나, 터치 구동 신호가 인가되는 시간을 달리함으로써, 터치 전극(TE)으로부터 전달되는 터치 센싱 신호를 이용해서 터치 위치를 검출할 수 있을 것이다. 또한, 아이들 모드에서는 디스플레이 패널(110)을 구성하는 복수의 터치 전극(TE)에 동일한 터치 구동 신호를 인가하거나 터치 구동 신호를 동시에 인가함으로써, 터치 유무를 탐지할 수 있을 것이다.For example, in the active mode, by applying different touch driving signals to the plurality of touch electrodes (TE) constituting the display panel (110) or by varying the time at which the touch driving signals are applied, it will be possible to detect the touch position using the touch sensing signal transmitted from the touch electrodes (TE). In addition, in the idle mode, it will be possible to detect the presence or absence of a touch by applying the same touch driving signal to the plurality of touch electrodes (TE) constituting the display panel (110) or by applying the touch driving signals simultaneously.
요컨대, 액티브 모드와 아이들 모드는 각각 센싱이 이루어지는 터치 유형을 달리하는 제 1 모드와 제 2 모드로 볼 수 있을 것이다.In short, active mode and idle mode can be viewed as the first and second modes, respectively, which differ in the type of touch in which sensing takes place.
아이들 모드에서 오브젝트의 터치가 감지되면, 터치 디스플레이 장치(100)는 일정 시간 경과 후에 액티브 모드로 변경되어 터치 위치를 센싱할 수 있다. 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드에서 오브젝트가 디스플레이 패널(110)에 인접하여 오브젝트 터치 입력이 발생하였는지, 주기적 또는 비주기적으로 탐색하고 만일 오브젝트의 터치가 감지되면, 디스플레이 패널(110)의 표시 영역 중에서 오브젝트의 터치가 감지된 영역에 해당하는 터치 전극(TE)을 집중적으로 센싱할 수도 있고, 오브젝트의 터치 위치뿐만 아니라 액티브 스타일러스이 경우에는 스타일러스가 전송하는 정보를 센싱할 수 있는 액티브 모드로 진입할 수 있다.When a touch of an object is detected in the idle mode, the touch display device (100) can change to the active mode after a certain period of time to sense the touch position. In the idle mode, the touch display device (100) periodically or aperiodically searches whether an object touch input has occurred when an object is adjacent to the display panel (110), and if a touch of the object is detected, the touch electrode (TE) corresponding to the area where the touch of the object is detected among the display area of the display panel (110) can be intensively sensed, or can enter the active mode in which not only the touch position of the object but also information transmitted by the stylus in the case of an active stylus can be sensed.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드 중에 미리 정해진 시간 동안 오브젝트의 위치가 감지되지 않거나, 스타일러스의 출력 신호가 센싱 되지 않는 경우에, 다시 아이들 모드로 변경되어 구동될 수 있다. 이 때, 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드 중에 오브젝트가 감지되면, 다시 액티브 모드로 변경될 수 있을 것이다. In addition, the touch display device (100) may be driven by changing back to the idle mode when the position of an object is not detected or the output signal of the stylus is not sensed for a predetermined time during the active mode. At this time, the touch display device (100) may be driven by changing back to the active mode when an object is detected during the idle mode.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드 중에 스타일러스의 출력 신호가 계속적으로 검출되면, 손가락에 의한 터치 신호가 검출되지 않는 경우에도 계속적으로 액티브 모드를 유지하며 구동될 수 있다.In addition, the touch display device (100) can be driven while continuously maintaining the active mode even when a touch signal by a finger is not detected if an output signal of the stylus is continuously detected during the active mode.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드에서 오브젝트에 대한 터치를 센싱하는 시간이나 터치 센싱 횟수는 아이들 모드에서 오브젝트에 대한 터치를 센싱하는 시간이나 터치 센싱 횟수보다 많을 수 있다. 즉, 액티브 모드에서는 오브젝트의 터치 위치를 센싱하거나 스타일러스의 출력 신호를 검출하기 위한 시간이 더 필요할 수 있으므로, 터치 센싱 시간을 더욱 할당하고, 아이들 모드에서는 오브젝트의 터치 유무를 감지하기 위한 터치 센싱 시간을 상대적으로 적게 할당할 수 있다.In addition, the touch display device (100) may have a time or number of touch sensing operations for sensing a touch on an object in the active mode longer than the time or number of touch sensing operations for sensing a touch on an object in the idle mode. That is, in the active mode, more time may be required to sense a touch position on an object or detect an output signal of a stylus, so more touch sensing time may be allocated, and in the idle mode, relatively less touch sensing time may be allocated for detecting whether or not an object is touched.
이와 같이, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분하고, 아이들 모드의 터치 구동 기간을 액티브 모드의 터치 구동 기간보다 작게 설정함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In this way, the touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption by dividing it into an active mode and an idle mode according to the touch sensing type and setting the touch driving period of the idle mode to be shorter than the touch driving period of the active mode.
아래에서는 액티브 모드에서 오브젝트의 터치 위치를 검출하고, 아이들 모드에서 오브젝트의 터치 유무를 감지하는 경우를 예로 들어서 설명할 것이다.Below, we will explain an example of detecting the touch position of an object in active mode and detecting whether an object is touched in idle mode.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 액티브 모드와 아이들 모드의 터치 구동 기간이 다르게 설정된 경우를 나타낸 예시 도면이다. FIG. 4 is an exemplary drawing showing a case where the touch driving periods of the active mode and the idle mode are set differently in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 정해진 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 구동 기간(TPa, TPi) 동안 오브젝트(손가락 또는 스타일러스)에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 4, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can perform display driving for displaying an image during a set display driving period (DPa, DPi) within one display frame period (Display Frame), and perform touch driving for sensing a touch input by an object (finger or stylus) during a set touch driving period (TPa, TPi).
디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)과 터치 구동 기간(TPa, TPi)이 교번하면서 시간적으로 분리되는 경우, 터치 구동 기간(TPa, TPi)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크 기간(Blank)에 해당할 수 있다.When the display driving period (DPa, DPi) and the touch driving period (TPa, TPi) are alternately and temporally separated, the touch driving period (TPa, TPi) may correspond to a blank period (Blank) in which display driving is not performed.
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)는 타이밍 컨트롤러에서 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 터치 동기 신호(Tsync)를 터치 구동 회로(TIC)에 공급함으로써, 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)과 터치 구동 기간(TPa, TPi)을 제어할 수 있다. At this time, the touch display device (100) can control the display driving period (DPa, DPi) and the touch driving period (TPa, TPi) by supplying a touch synchronization signal (Tsync) that swings between high and low levels from the timing controller to the touch driving circuit (TIC).
예를 들어, 터치 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간은 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)에 대응될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간은 터치 구동 기간(TPa, TPi)에 대응될 수 있다. For example, a high level section of a touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a display driving period (DPa, DPi), and a low level section of a touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a touch driving period (TPa, TPi).
따라서, 터치 구동 회로(TIC)는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨인 터치 구동 기간(TPa, TPi)에 터치 구동 신호를 터치 전극(TE)에 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 이용하여 오브젝트의 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.Accordingly, the touch driving circuit (TIC) can sense whether an object is touched or the touch position by applying a touch driving signal to the touch electrode (TE) during a touch driving period (TPa, TPi) in which the touch synchronization signal (Tsync) is at a low level and using a touch sensing signal received from the touch electrode (TE).
이 때, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 위치의 검출이 이루어지는 액티브 모드에서의 터치 구동 기간(TPa)과 터치 유무를 감지하는 아이들 모드에서의 터치 구동 기간(TPi)을 다르게 제어할 수 있다.At this time, the touch display device (100) of the present invention can control differently the touch driving period (TPa) in the active mode in which detection of the touch position is performed and the touch driving period (TPi) in the idle mode in which the presence or absence of a touch is detected.
예를 들어, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드에서의 터치 구동 기간(TPa) 보다 아이들 모드에서의 터치 구동 기간(TPi)이 짧게 설정될 수 있다. 이 경우, 하나의 디스플레인 프레임 기간(Display Frame)이 동일하다면, 액티브 모드에서의 디스플레이 구동 기간(DPa)은 아이들 모드에서의 디스플레이 구동 기간(DPi) 보다 크게 될 것이다.For example, the touch display device (100) of the present invention may have a touch driving period (TPi) in the idle mode set shorter than the touch driving period (TPa) in the active mode. In this case, if one display frame period (Display Frame) is the same, the display driving period (DPa) in the active mode will be longer than the display driving period (DPi) in the idle mode.
이에 따라, 아이들 모드에서 디스플레이 구동에 따른 소비 전력은 증가할 수도 있지만, 터치 구동에 따른 소비 전력이 감소하기 때문에, 터치 디스플레이 장치(100)의 전체 소비 전력은 줄어들 수 있다.Accordingly, power consumption due to display operation in idle mode may increase, but since power consumption due to touch operation decreases, the overall power consumption of the touch display device (100) may decrease.
이와 같이, 액티브 모드와 아이들 모드에서 터치 구동 기간(TPa, TPi)을 달리하는 구동 방법은 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 터치 구동 기간이 수행되는 LHB 구동에도 적용될 수 있다.In this way, the driving method of differentiating the touch driving periods (TPa, TPi) in the active mode and the idle mode can also be applied to LHB driving in which two or more touch driving periods are performed within one display frame period (Display Frame).
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, LHB 구동의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.FIG. 5 is an exemplary diagram showing the timing of LHB driving in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)에서, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)은 16개의 디스플레이 구동 기간(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)으로 시분할될 수 있다.Referring to FIG. 5, in a touch display device (100) according to embodiments of the present invention, one display frame period (Display Frame) can be time-divided into 16 display driving periods (DP1 to DP16) and 16 touch driving periods (TP1 to TP16).
이 경우, 16개의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)은 16개의 LHB (LHB1 ~ LHB16)에 해당할 수 있다.In this case, 16 touch driving periods (TP1 to TP16) can correspond to 16 LHBs (LHB1 to LHB16).
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 하나 이상의 디스플레이 구동 기간(DP1 ~ DP16)과 하나 이상의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)으로 나누어서, 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 진행할 수 있다.At this time, the touch display device (100) can alternately perform display driving and touch driving by dividing one display frame period (Display Frame) into one or more display driving periods (DP1 to DP16) and one or more touch driving periods (TP1 to TP16).
또는, 디스플레이 구동 기간(DP1 ~ DP16)과 독립적으로 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)이 진행될 수도 있다.Alternatively, the touch driving period (TP1 to TP16) may proceed independently from the display driving period (DP1 to DP16).
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서 디스플레이 구동 타이밍과 독립적인 터치 구동 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.FIG. 6 is an exemplary diagram showing touch driving timing independent of display driving timing in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 구동과 터치 구동이 다른 시간 대에 수행될 수도 있지만, 디스플레이 구동과 터치 구동이 동시에 수행될 수도 있다.Referring to FIG. 6, in the touch display device (100) according to embodiments of the present invention, display driving and touch driving may be performed at different times, but display driving and touch driving may also be performed simultaneously.
따라서, 터치 동기 신호(Tsync)는 디스플레이 구동 기간(DP)과 터치 구동 기간(TP)을 구별해주는 역할을 할 수도 있고, 터치 구동 기간(TP)만을 구별하여 지시해줄 수 있다.Therefore, the touch synchronization signal (Tsync) can play a role in distinguishing between the display driving period (DP) and the touch driving period (TP), or can distinguish and instruct only the touch driving period (TP).
예를 들어, 16개의 LHB(LHB1 ~ LHB16)가 1개의 터치 프레임 기간(Touch Frame)일 수 있다. 여기서, 터치 프레임 기간(Touch Frame)이란, 디스플레이 패널(110)의 화면 전 영역에서 오브젝트(손가락 또는 스타일러스)에 의한 터치를 1차례 센싱할 수 있는 기간을 의미할 수 있다.For example, 16 LHBs (LHB1 to LHB16) may be one touch frame period (Touch Frame). Here, the touch frame period (Touch Frame) may mean a period during which a touch by an object (finger or stylus) can be sensed once on the entire screen area of the display panel (110).
여기에서는 터치 동기 신호(Tsync)가 하이 레벨 구간에서 터치 구동이 이루어지는 것으로 예시되었지만, 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨 구간에서 터치 구동이 진행될 수도 있다. Although it is exemplified here that touch driving is performed in the high level section of the touch synchronization signal (Tsync), touch driving may also be performed in the low level section of the touch synchronization signal (Tsync).
한편, 16 개의 LHB(LHB1 ~ LHB16)에서는 손가락에 의한 터치를 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수도 있고, 스타일러스에 의한 터치를 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수도 있다.Meanwhile, in 16 LHBs (LHB1 to LHB16), touch actuation may be performed to sense a touch by a finger, or touch actuation may be performed to sense a touch by a stylus.
본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에 둘 이상의 터치 구동 기간이 수행되는 LHB 구동의 경우에도, 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분하고, 아이들 모드의 터치 구동 기간을 액티브 모드의 터치 구동 기간보다 작게 설정함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.The touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption by dividing the touch sensing type into an active mode and an idle mode and setting the touch driving period of the idle mode to be shorter than the touch driving period of the active mode, even in the case of LHB driving in which two or more touch driving periods are performed within one display frame period.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, LHB 구동의 경우에 액티브 모드와 아이들 모드의 터치 구동 기간이 다르게 설정된 경우를 나타낸 예시 도면이다. FIG. 7 is an exemplary drawing showing a case in which the touch driving periods of the active mode and the idle mode are set differently in the case of LHB driving in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame) 내에서 정해진 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 구동 기간(TPa, TPi) 동안 오브젝트(손가락 또는 스타일러스)에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 7, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can perform display driving for displaying an image during a set display driving period (DPa, DPi) within one display frame period (Display Frame), and perform touch driving for sensing a touch input by an object (finger or stylus) during a set touch driving period (TPa, TPi).
디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)과 터치 구동 기간(TPa, TPi)이 교번하면서 시간적으로 분리되는 경우, 터치 구동 기간(TPa, TPi)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크 기간(Blank)에 해당할 수 있다.When the display driving period (DPa, DPi) and the touch driving period (TPa, TPi) are alternately and temporally separated, the touch driving period (TPa, TPi) may correspond to a blank period (Blank) in which display driving is not performed.
LHB 구동의 경우, 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)은 16개의 디스플레이 구동 기간(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)으로 시분할될 수 있다. 이 경우, 16개의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)은 16개의 LHB (LHB1 ~ LHB16)에 해당할 수 있다.For LHB driving, one display frame period (Display Frame) can be time-divided into 16 display driving periods (DP1 to DP16) and 16 touch driving periods (TP1 to TP16). In this case, the 16 touch driving periods (TP1 to TP16) can correspond to 16 LHBs (LHB1 to LHB16).
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)는 하나의 디스플레이 프레임 기간(Display Frame)을 하나 이상의 디스플레이 구동 기간(DP1 ~ DP16)과 하나 이상의 터치 구동 기간(TP1 ~ TP16)으로 나누어서, 디스플레이 구동과 터치 구동을 교번하여 진행할 수 있다.At this time, the touch display device (100) can alternately perform display driving and touch driving by dividing one display frame period (Display Frame) into one or more display driving periods (DP1 to DP16) and one or more touch driving periods (TP1 to TP16).
이 때, 터치 디스플레이 장치(100)는 타이밍 컨트롤러에서 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 터치 동기 신호(Tsync)를 터치 구동 회로(TIC)에 공급함으로써, 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)과 터치 구동 기간(TPa, TPi)을 제어할 수 있다. At this time, the touch display device (100) can control the display driving period (DPa, DPi) and the touch driving period (TPa, TPi) by supplying a touch synchronization signal (Tsync) that swings between high and low levels from the timing controller to the touch driving circuit (TIC).
예를 들어, 터치 동기 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간은 디스플레이 구동 기간(DPa, DPi)에 대응될 수 있고, 터치 동기 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간은 터치 구동 기간(TPa, TPi)에 대응될 수 있다. For example, a high level section of a touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a display driving period (DPa, DPi), and a low level section of a touch synchronization signal (Tsync) may correspond to a touch driving period (TPa, TPi).
따라서, 터치 구동 회로(TIC)는 터치 동기 신호(Tsync)가 로우 레벨인 터치 구동 기간(TPa, TPi)에 터치 구동 신호를 터치 전극(TE)에 인가하고, 터치 전극(TE)으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 이용하여 오브젝트의 터치 유무 또는 터치 위치를 센싱할 수 있다.Accordingly, the touch driving circuit (TIC) can sense whether an object is touched or the touch position by applying a touch driving signal to the touch electrode (TE) during a touch driving period (TPa, TPi) in which the touch synchronization signal (Tsync) is at a low level and using a touch sensing signal received from the touch electrode (TE).
이 때, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 위치의 검출이 이루어지는 액티브 모드에서의 터치 구동 기간(TPa)과 터치 유무를 감지하는 아이들 모드에서의 터치 구동 기간(TPi)을 다르게 제어할 수 있다.At this time, the touch display device (100) of the present invention can control differently the touch driving period (TPa) in the active mode in which detection of the touch position is performed and the touch driving period (TPi) in the idle mode in which the presence or absence of a touch is detected.
예를 들어, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드에서 16개의 LHB(LHB1 ~ LHB16)에 해당하는 터치 구동 기간(TPa)을 포함할 수 있지만, 아이들 모드에서는 하나의 LHB에 대응되는 터치 구동 기간(TPi)만이 포함될 수 있다. 물론 아이들 모드에서의 터치 구동 기간(TPi)은 하나의 LHB에 해당할 수도 있고, 2개 이상의 LHB에 해당할 수도 있다. 다만, 액티브 모드에서의 터치 구동 기간(TPa)보다 아이들 모드에서의 터치 구동 기간(TPi)이 짧은 간격을 가지게 될 것이다.For example, the touch display device (100) of the present invention may include touch driving periods (TPa) corresponding to 16 LHBs (LHB1 to LHB16) in the active mode, but may include only a touch driving period (TPi) corresponding to one LHB in the idle mode. Of course, the touch driving period (TPi) in the idle mode may correspond to one LHB or may correspond to two or more LHBs. However, the touch driving period (TPi) in the idle mode will have a shorter interval than the touch driving period (TPa) in the active mode.
이 경우, 하나의 디스플레인 프레임 기간(Display Frame)이 동일하다면, 액티브 모드에서의 디스플레이 구동 기간(DPa)은 아이들 모드에서의 디스플레이 구동 기간(DPi) 보다 크게 될 것이다.In this case, if one display frame period (Display Frame) is the same, the display driving period (DPa) in active mode will be greater than the display driving period (DPi) in idle mode.
한편, 아이들 모드에서 포함되는 터치 구동 기간(TPi)은 액티브 모드에서의 LHB와 동일하거나 정수 배의 시간 간격을 가질 수도 있지만, LHB의 정수배가 아닌 시간 간격으로 설정될 수도 있을 것이다.Meanwhile, the touch driving period (TPi) included in the idle mode may have a time interval that is the same as or an integer multiple of the LHB in the active mode, but may also be set to a time interval that is not an integer multiple of the LHB.
이에 따라, 아이들 모드에서 디스플레이 구동에 따른 소비 전력은 증가할 수도 있지만, 터치 구동에 따른 소비 전력이 감소하기 때문에, 터치 디스플레이 장치(100)의 전체 소비 전력은 줄어들 수 있다.Accordingly, power consumption due to display operation in idle mode may increase, but since power consumption due to touch operation decreases, the overall power consumption of the touch display device (100) may decrease.
한편, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드에서 터치 구동 기간(TPi)을 감소시킴으로써 터치 구동에 필요한 소비 전력을 감소시킬 뿐만 아니라, 디스플레이 패널(110)에 영상을 표시하는데 요구되는 디스플레이 구동의 일부 동작을 제한함으로써 디스플레이 구동에 필요한 소비 전력도 함께 감소시킬 수 있다.Meanwhile, the touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption required for touch driving by reducing the touch driving period (TPi) in idle mode, and can also reduce power consumption required for display driving by limiting some of the display driving operations required to display an image on the display panel (110).
도 8은 본 발명에 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스 예시를 나타낸 구조이고, 도 9는 본 발명에 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서, 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스에서 전달되는 신호 파형의 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a structure showing an example of a point-to-point type interface in a touch display device according to embodiments of the present invention, and FIG. 9 is a drawing showing an example of a signal waveform transmitted in a point-to-point type interface in a display device according to embodiments of the present invention.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 복수의 데이터 패킷(PD1, PD2)을 송신하는 타이밍 컨트롤러(140), 타이밍 컨트롤러(140)에서 송신된 복수의 데이터 패킷(PD1, PD2)을 수신하는 복수의 통합 구동 회로(SRIC1 ~ SRICn), 및 복수의 통합 구동 회로(SRIC1 ~ SRICn)를 제어하며, 디스플레이 패널(110)을 통해 수신된 터치 센싱 신호를 이용하여 터치 센싱을 수행하는 터치 컨트롤러(TCR)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention may include a timing controller (140) that transmits a plurality of data packets (PD1, PD2), a plurality of integrated driving circuits (SRIC1 to SRICn) that receive a plurality of data packets (PD1, PD2) transmitted from the timing controller (140), and a touch controller (TCR) that controls the plurality of integrated driving circuits (SRIC1 to SRICn) and performs touch sensing using a touch sensing signal received through a display panel (110).
여기에서 예시하는 인터페이스 규격은 타이밍 컨트롤러(140)와 통합 구동 회로(SRIC1 ~ SRICn) 사이에 데이터 전송 라인의 수를 감소시키고 고속 전송이 이루어질 수 있도록, 데이터 제어 신호와 디지털 영상 데이터를 직렬화하고, 클럭 정보를 삽입하여 패킷 단위로 데이터 패킷(PD1, PD2)을 전송하는 임베디드 포인트-투-포인트 인터페이스(Embedded Point-to-point Interface; EPI)이다.The interface standard exemplified here is an embedded point-to-point interface (EPI) that serializes data control signals and digital image data, inserts clock information, and transmits data packets (PD1, PD2) in packet units to reduce the number of data transmission lines and enable high-speed transmission between a timing controller (140) and an integrated driving circuit (SRIC1 to SRICn).
또한, 여기에서는 타이밍 컨트롤러(140)에서 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 데이터 패킷(PD1, PD2)을 송신하고, 2개의 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)에서 각각 데이터 패킷(PD1, PD2)을 수신하여, 이를 디스플레이 패널(110)로 공급하는 구조를 예로써 설명하고 있다. In addition, a structure is described as an example in which data packets (PD1, PD2) are transmitted through a pair of signal lines from a timing controller (140), and data packets (PD1, PD2) are received from two integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2), respectively, and supplied to a display panel (110).
타이밍 컨트롤러(140)는 클럭 신호(CLK)에 따라 데이터 패킷(PD1, PD2)을 해당하는 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)에 각각 송신할 수 있다. The timing controller (140) can transmit data packets (PD1, PD2) to the corresponding integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2) according to the clock signal (CLK).
이 때, 타이밍 컨트롤러(140)가 송신하는 데이터 패킷(PD1, PD2)은 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 전송되며, 제 1 전송 기간, 제 2 전송 기간, 및 제 3 전송 기간으로 구분될 수 있다. At this time, the data packet (PD1, PD2) transmitted by the timing controller (140) is transmitted through a pair of signal lines, and can be divided into a first transmission period, a second transmission period, and a third transmission period.
제 1 전송 기간에는 클럭 트레이닝 패턴(CT)을 이용해서 클럭 신호(CLK)를 동기화시키기 위한 클럭 트레이닝(Clock Training)이 이루어지고, 제 2 전송 기간에는 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)를 제어하는 데이터 제어 신호(DCS)가 전송되고, 제 3 전송 기간에는 디지털 영상 데이터(DATA)가 전송될 수 있다. 다만, 데이터 패킷(PD1, PD2)이 전송되는 구간 및 전송되는 데이터의 종류는 다양하게 표현할 수 있을 것이다. In the first transmission period, clock training is performed to synchronize a clock signal (CLK) using a clock training pattern (CT), in the second transmission period, a data control signal (DCS) for controlling an integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2) is transmitted, and in the third transmission period, digital image data (DATA) can be transmitted. However, the section in which data packets (PD1, PD2) are transmitted and the type of data transmitted can be expressed in various ways.
타이밍 컨트롤러(140)는 수평 블랭크 기간(Horizontal Blank Time) 또는 수직 블랭크 기간(Vertical Blank Time) 내에서, 클럭 트레이닝 시간(Tct) 동안 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)와 클럭 트레이닝을 실시함으로써, 클럭 신호(CLK)를 동기화 시킬 수 있다.The timing controller (140) can synchronize the clock signal (CLK) by performing clock training with the integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2) during the clock training time (Tct) within the horizontal blank period (Horizontal Blank Time) or the vertical blank period (Vertical Blank Time).
타이밍 컨트롤러(140)는 클럭 트레이닝을 통해 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)와 동기화된 상태에서, 제 1 통합 구동 회로(SRIC1)에 락 입력 신호(Lock(IN))를 전송할 수 있다. 또한, 타이밍 컨트롤러(140)는 제 2 통합 구동 회로(SRIC2)로부터 락 출력 신호(Lock(OUT))를 피드백 받을 수 있다.The timing controller (140) can transmit a lock input signal (Lock(IN)) to the first integrated driving circuit (SRIC1) while being synchronized with the integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2) through clock training. In addition, the timing controller (140) can receive a lock output signal (Lock(OUT)) as feedback from the second integrated driving circuit (SRIC2).
제 1 통합 구동 회로(SRIC1)는 내부 클럭 신호의 위상이 고정되면 출력 안정 상태를 지시하는 하이 로직 레벨(High logic level)의 락 신호(Lock)를 생성해서 인접한 제 2 통합 구동 회로(SRIC2)에 전달한다. The first integrated driver circuit (SRIC1) generates a lock signal (Lock) of a high logic level, indicating an output stable state, when the phase of the internal clock signal is fixed, and transmits it to the adjacent second integrated driver circuit (SRIC2).
이 때, 제 2 통합 구동 회로(SRIC2)에서 생성되는 락 신호(Lock)는 통합 구동 회로의 락 출력 신호(Lock(OUT))가 되며, 락 출력 신호(Lock(OUT))는 타이밍 컨트롤러(140)와 마지막 통합 구동 회로(SRIC2) 사이에 연결된 신호 라인을 통해 타이밍 컨트롤러(140)로 전송된다. 이 때, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)의 락 신호(Lock(IN), Lock) 입력 단자에는 하이 레벨의 직류 전원 전압(VCC)이 입력된다. At this time, the lock signal (Lock) generated from the second integrated driver circuit (SRIC2) becomes the lock output signal (Lock(OUT)) of the integrated driver circuit, and the lock output signal (Lock(OUT)) is transmitted to the timing controller (140) through a signal line connected between the timing controller (140) and the last integrated driver circuit (SRIC2). At this time, a high-level DC power supply voltage (VCC) is input to the lock signal (Lock(IN), Lock) input terminal of the integrated driver circuits (SRIC1, SRIC2).
타이밍 컨트롤러(140)는 제 2 통합 구동 회로(SRIC2)로부터 정상적인 락 출력 신호(Lock(OUT))가 수신되면, 복수의 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)에 해당하는 데이터 패킷(PD1, PD2)을 각각 송신할 수 있다.When a normal lock output signal (Lock(OUT)) is received from the second integrated driving circuit (SRIC2), the timing controller (140) can transmit data packets (PD1, PD2) corresponding to each of the plurality of integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2).
이 때, 임베디드 포인트-투-포인트 인터페이스(EPI) 규격은 신호 라인을 줄이기 위해서, 타이밍 컨트롤러(140)와 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2) 사이에 클럭 신호(CLK)를 전송하는 배선을 사용하지 않을 수 있다. 이 경우, 타이밍 컨트롤러(140)에서 데이터 패킷(PD1, PD2)을 전송하면, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)는 전송받은 데이터 패킷(PD1, PD2)을 이용하여 내부 클럭 신호를 생성하고, 생성된 내부 클럭 신호에 대응하여 디지털 영상 데이터(DATA)를 수신할 수 있다. At this time, the embedded point-to-point interface (EPI) standard may not use wiring for transmitting a clock signal (CLK) between the timing controller (140) and the integrated driver circuits (SRIC1, SRIC2) in order to reduce signal lines. In this case, when the timing controller (140) transmits a data packet (PD1, PD2), the integrated driver circuits (SRIC1, SRIC2) can generate an internal clock signal using the transmitted data packet (PD1, PD2) and receive digital image data (DATA) in response to the generated internal clock signal.
이 때, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)는 내부 클럭 신호와 타이밍 컨트롤러(140)에서 전송된 클럭 트래이닝 패턴을 비교할 수 있으며, 비교 결과 이상이 없는 경우에 하이 레벨의 락 신호(Lock)를 생성하거나, 락 출력 신호(Lock(OUT))를 타이밍 컨트롤러(140)로 전송할 수 있다. At this time, the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2) can compare the internal clock signal with the clock training pattern transmitted from the timing controller (140), and if there is no abnormality in the comparison result, it can generate a high level lock signal (Lock) or transmit a lock output signal (Lock (OUT)) to the timing controller (140).
한편, 제 2 통합 구동 회로(SRIC2)에서 타이밍 컨트롤러(140)로 전송하는 락 출력 신호(Lock(OUT))는 타이밍 컨트롤러(140)에서 제 1 통합 구동 회로(SRIC1)로 전송되는 락 입력 신호(Lock(IN))를 피드백한 신호일 수 있다.Meanwhile, the lock output signal (Lock (OUT)) transmitted from the second integrated driving circuit (SRIC2) to the timing controller (140) may be a signal that feeds back the lock input signal (Lock (IN)) transmitted from the timing controller (140) to the first integrated driving circuit (SRIC1).
락 출력 신호(Lock(OUT))가 타이밍 컨트롤러(140)에 전송된 상태에서, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)는 클럭 트레이닝을 통해 동기화된 데이터 패킷(PD1, PD2)의 위상과 주파수를 고정할 수 있으므로, 타이밍 컨트롤러(140)에서 송신되는 데이터 패킷(PD1, PD2)을 전송받을 수 있는 상태가 된다.In a state where a lock output signal (Lock(OUT)) is transmitted to the timing controller (140), the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2) can fix the phase and frequency of the synchronized data packet (PD1, PD2) through clock training, and thus can receive the data packet (PD1, PD2) transmitted from the timing controller (140).
이 때, 포인트-투-포인트 방식의 인터페이스를 사용하는 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)와의 연결 상태 또는 신호 전달 특성에 따라 전송하는 데이터 패킷(PD1, PD2)의 출력 특성을 제어할 수 있다.At this time, when using a point-to-point interface, the timing controller (140) can control the output characteristics of the data packets (PD1, PD2) to be transmitted according to the connection status or signal transmission characteristics with the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2).
이 때, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드와 아이들 모드에 따라 타이밍 컨트롤러(140)에서 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)에 전송되는 데이터 패킷(PD1, PD2)을 다르게 함으로써, 아이들 모드에서의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.At this time, the touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption in the idle mode by making the data packets (PD1, PD2) transmitted from the timing controller (140) to the integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2) different depending on the active mode and the idle mode.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 데이터 패킷(PD1, PD2)을 동시에 전송하되, 아이들 모드에서 하나의 신호 라인을 통해서 데이터 패킷(PD1 또는 PD2)을 전송함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.For example, the timing controller (140) can reduce power consumption by simultaneously transmitting data packets (PD1, PD2) through paired signal lines in active mode, but transmitting data packets (PD1 or PD2) through one signal line in idle mode.
이 때, 터치 컨트롤러(TCR)는 디스플레이 패널(110)에 대한 터치 센싱 유형에 따라 액티브 모드와 아이들 모드를 제어할 수 있으므로, 타이밍 컨트롤러(140)는 터치 컨트롤러(TCR)로부터 모드 제어 신호(MCS)는 수신함으로써, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)에 전송하는 데이터 패킷(PD1, PD2)을 제어할 수 있을 것이다. At this time, since the touch controller (TCR) can control the active mode and the idle mode according to the touch sensing type for the display panel (110), the timing controller (140) can control the data packets (PD1, PD2) transmitted to the integrated driving circuits (SRIC1, SRIC2) by receiving the mode control signal (MCS) from the touch controller (TCR).
또한, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드에서 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)로 전송되는 데이터 패킷(PD1, PD2)을 일부 제한할 수 있을 뿐만 아니라, 디지털 영상 데이터(DATA)를 저장하는 메모리를 턴-오프시키거나 데이터 제어 신호(DCS)에 포함된 일부 전원 제어 신호를 턴-오프시킴으로써 소비 전력을 절감할 수도 있다.In addition, the touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption by not only partially limiting data packets (PD1, PD2) transmitted to the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2) in idle mode, but also turning off a memory storing digital image data (DATA) or turning off some power control signals included in a data control signal (DCS).
예를 들어, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 액티브 모드에서 디지털 영상 데이터(DATA)를 저장하는 메모리를 턴-온시키되, 아이들 모드에서 메모리를 턴-오프시켜서 디지털 영상 데이터(DATA)가 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)로 직접 전달되도록 제어할 수 있다. For example, the touch display device (100) of the present invention can control the memory that stores digital image data (DATA) to be turned on in the active mode and the memory to be turned off in the idle mode so that the digital image data (DATA) is directly transmitted to the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2).
한편, 제 2 전송 기간에 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)를 제어하기 위해 전송되는 데이터 제어 신호(DCS)는 극성 제어 신호, 차지 쉐어링 옵션 신호, 디지털 영상 데이터(DATA)의 극성 주기 제어 신호, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)의 파워 제어 신호, 통합 구동 회로(SRIC1, SRIC2)의 채널 선택 신호 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, a data control signal (DCS) transmitted to control the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2) in the second transmission period may include a polarity control signal, a charge sharing option signal, a polarity period control signal of digital image data (DATA), a power control signal of the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2), a channel selection signal of the integrated driving circuit (SRIC1, SRIC2), etc.
따라서, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드에서 통합 구동 회로(SRIC1, SRUC2)에 전달되는 데이터 제어 신호(DCS) 중에서, 파워 제어 신호 또는 채널 선택 신호와 같이 전원 제어 신호 중 일부를 제한함으로써, 디스플레이 구동에 따른 소비 전력을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the touch display device (100) of the present invention can reduce power consumption due to display driving by limiting some of the power control signals, such as the power control signal or the channel selection signal, among the data control signals (DCS) transmitted to the integrated driving circuit (SRIC1, SRUC2) in idle mode.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 액티브 모드와 아이들 모드에서의 동작을 비교하는 신호 파형의 예시 도면이다.FIG. 10 is an exemplary diagram of signal waveforms comparing operations in active mode and idle mode in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 컨트롤러(TCR)에서 생성되는 모드 제어 신호(MCS)에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 10, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can be divided into an active mode and an idle mode according to a mode control signal (MCS) generated by a touch controller (TCR).
아이들 모드는 디스플레이 패널(110)에 대한 오브젝트(스타일러스 또는 손가락)의 터치 유무를 탐지할 수 있는 동작 모드이고, 액티브 모드는 오브젝트(스타일러스 또는 손가락)의 터치 위치를 검출하고, 스타일러스가 전송하는 정보를 센싱할 수 있는 동작 모드일 수 있다.The idle mode may be an operation mode capable of detecting whether an object (stylus or finger) is touching the display panel (110), and the active mode may be an operation mode capable of detecting the touch position of the object (stylus or finger) and sensing information transmitted by the stylus.
또는, 터치 디스플레이 장치(100)가 전체 터치 센싱 기능(예를 들어, 터치 유무, 터치 위치, 터치 압력 등)이 수행되는 경우를 액티브 모드로 구분하고, 전체 터치 센싱 기능 중에서 일부 터치 센싱 기능만을 수행함으로써 소비 전력을 감소시키는 경우를 아이들 모드로 구분할 수도 있을 것이다.Alternatively, the touch display device (100) may be classified as an active mode in which the entire touch sensing function (e.g., touch presence, touch location, touch pressure, etc.) is performed, and an idle mode in which power consumption is reduced by performing only some of the entire touch sensing functions.
액티브 모드와 아이들 모드는 터치 컨트롤러에서 생성되는 모드 제어 신호(MCS)에 의해 결정될 수 있는데, 예를 들어 모드 제어 신호(MCS)가 하이 레벨인 경우에 액티브 모드로 동작하고, 로우 레벨인 경우에 아이들 모드로 동작할 수 있다.The active mode and idle mode can be determined by the mode control signal (MCS) generated from the touch controller. For example, when the mode control signal (MCS) is at a high level, it can operate in the active mode, and when it is at a low level, it can operate in the idle mode.
블랭크 구간에 터치 센싱 동작이 이루어지는 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 하나의 디스플레이 프레임 기간에 A 시간의 터치 구동 기간을 가지지만, 아이들 모드에서는 A 시간보다 작은 B 시간의 터치 구동 기간을 가지도록 터치 구동 신호(Tsync(BS))를 생성할 수 있다.When a touch sensing operation is performed in a blank period, the timing controller (140) can generate a touch driving signal (Tsync(BS)) to have a touch driving period of A hours in one display frame period in the active mode, but to have a touch driving period of B hours, which is smaller than A hours, in the idle mode.
이 때, 액티브 모드와 아이들 모드의 디스플레이 프레임 기간은 동일하기 때문에, 아이들 모드의 터치 구동 기간은 액티브 모드보다 감소되지만 아이들 모드의 디스플레이 구동 기간은 액티브 모드보다 증가할 수 있다.At this time, since the display frame periods of the active mode and the idle mode are the same, the touch driving period of the idle mode is reduced compared to the active mode, but the display driving period of the idle mode can be increased compared to the active mode.
또한, 하나의 디스플레이 프레임 기간에 복수의 터치 구동 기간을 포함하는 LHB 구동의 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 하나의 디스플레이 프레임 기간에 A 횟수의 터치 구동 기간을 가지지만, 아이들 모드에서는 A 횟수보다 작은 B 횟수의 터치 구동 기간을 가지도록 터치 구동 신호(Tsync(LHB))를 생성할 수 있다. 이 때, 아이들 모드에서의 터치 구동 기간은 액티브 모드에서의 터치 구동 기간과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.In addition, in the case of LHB driving including multiple touch driving periods in one display frame period, the timing controller (140) may generate the touch driving signal (Tsync(LHB)) so that one display frame period has A number of touch driving periods in the active mode, but B number of touch driving periods less than A number of times in the idle mode. At this time, the touch driving period in the idle mode may be the same as or different from the touch driving period in the active mode.
이 때, 액티브 모드와 아이들 모드의 디스플레이 프레임 기간은 동일하기 때문에, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에서 아이들 모드의 터치 구동 기간은 액티브 모드보다 감소되지만 아이들 모드의 디스플레이 구동 기간은 액티브 모드보다 증가할 수 있다.At this time, since the display frame periods of the active mode and the idle mode are the same, the touch driving period of the idle mode within one display frame period may be reduced compared to the active mode, but the display driving period of the idle mode may be increased compared to the active mode.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 디지털 영상 데이터(DATA)를 메모리에 일정 시간 동안 저장하였다가 통합 구동 회로(SRIC)에 전달하지만, 아이들 모드에서는 메모리를 턴-오프시켜서 디지털 영상 데이터(DATA)를 바로 통합 구동 회로(SRIC)에 전달함으로써, 메모리 구동에 따른 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In addition, the timing controller (140) of the touch display device (100) stores digital image data (DATA) in memory for a certain period of time in the active mode and then transmits it to the integrated driving circuit (SRIC), but in the idle mode, it turns off the memory and transmits the digital image data (DATA) directly to the integrated driving circuit (SRIC), thereby reducing power consumption due to memory operation.
또한, 터치 디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 데이터 패킷(PD)을 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 통합 구동 회로(SRIC)에 전달하지만, 아이들 모드에서는 쌍으로 이루어진 신호 라인 중 하나의 신호 라인을 통해서 통합 구동 회로(SRIC)에 전달함으로써, 데이터 패킷(PD)의 전송에 따른 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In addition, the timing controller (140) of the touch display device (100) transmits data packets (PD) to the integrated driving circuit (SRIC) through paired signal lines in the active mode, but transmits data packets (PD) to the integrated driving circuit (SRIC) through one of the paired signal lines in the idle mode, thereby reducing power consumption due to transmission of the data packets (PD).
또한, 터치 디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(140)는 아이들 모드에서 데이터 패킷(PD)을 구성하는 데이터 제어 신호(DCS) 중에서 일부의 전원 제어 신호를 로우 레벨로 차단함으로써, 데이터 패킷(PD)의 전송에 따른 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In addition, the timing controller (140) of the touch display device (100) can reduce power consumption due to transmission of data packets (PD) by blocking some of the power control signals among the data control signals (DCS) constituting the data packets (PD) to a low level in idle mode.
또한, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 구동 기간이 단축된 아이들 모드에서 액티브 스타일러스의 동기화 과정을 진행할 수 있다. In addition, the touch display device (100) of the present invention can perform a synchronization process of an active stylus in an idle mode with a shortened touch driving period.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치와 스타일러스 사이의 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating the operation between a touch display device and a stylus according to embodiments of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 스타일러스 터치 센싱을 위한 터치 구동 기간에 스타일러스의 구동을 제어하기 위한 각종 정보 또는 스타일러스의 구동에 필요한 각종 정보를 포함하는 업링크 신호(Uplink Signal)를 스타일러스에 전송한다.Referring to FIG. 11, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention transmits an uplink signal including various information for controlling driving of a stylus or various information necessary for driving of the stylus to the stylus during a touch driving period for stylus touch sensing.
보다 구체적으로, 터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동 회로(TIC)는 스타일러스의 구동을 제어하기 위한 각종 정보 또는 스타일러스의 구동에 필요한 각종 정보를 포함하는 업링크 신호를 디스플레이 패널(110)에 포함된 다수의 터치 전극(TE) 중 하나 이상에 공급한다.More specifically, a touch driving circuit (TIC) of a touch display device (100) supplies an uplink signal including various information for controlling the driving of a stylus or various information necessary for driving the stylus to one or more of a plurality of touch electrodes (TE) included in a display panel (110).
이에 따라, 디스플레이 패널(110)에 인접한 스타일러스는 스타일러스 팁을 통해 업링크 신호를 수신할 수 있다. 즉, 스타일러스는 디스플레이 패널(110)에 포함된 다수의 터치 전극(TE) 중 하나 이상을 통해 업링크 신호를 수신할 수 있다.Accordingly, a stylus adjacent to the display panel (110) can receive an uplink signal through the stylus tip. That is, the stylus can receive an uplink signal through one or more of a plurality of touch electrodes (TE) included in the display panel (110).
또한, 스타일러스는 터치 디스플레이 장치(100)에서 전송된 업링크 신호에 응답하여 스타일러스의 위치, 틸트(기울기), 또는 각종 부가 정보 등을 나타내는 다운링크 신호(Downlink Signal)를 출력한다.Additionally, the stylus outputs a downlink signal indicating the position, tilt, or various additional information of the stylus in response to an uplink signal transmitted from the touch display device (100).
스타일러스에서 출력된 다운링크 신호는 디스플레이 패널(110)의 터치 전극(TE)에 인가될 수 있다.A downlink signal output from the stylus can be applied to a touch electrode (TE) of the display panel (110).
터치 디스플레이 장치(100)의 터치 구동 회로(TIC)는 스타일러스에서 출력된 다운링크 신호를 터치 전극(TE)을 통해 수신하고, 수신된 다운링크 신호를 토대로 스타일러스의 위치, 틸트 및 각종 부가 정보 등을 획득할 수 있다.The touch driving circuit (TIC) of the touch display device (100) receives a downlink signal output from the stylus through a touch electrode (TE), and can obtain the position, tilt, and various additional information of the stylus based on the received downlink signal.
여기에서, 업링크 신호는 일 예로 비콘 신호(Beacon) 또는 핑 신호(Ping) 등을 포함할 수 있다.Here, the uplink signal may include, for example, a beacon signal or a ping signal.
비콘 신호(Beacon)는 터치 디스플레이 장치(100)가 스타일러스의 구동을 제어하거나 스타일러스에게 필요한 정보를 알려주기 위한 제어 신호로서, 스타일러스 구동에 필요한 각종 정보들을 포함할 수 있다.A beacon signal is a control signal for the touch display device (100) to control the operation of the stylus or to inform the stylus of necessary information, and may include various types of information necessary for the operation of the stylus.
예를 들어, 비콘 신호(Beacon)는 디스플레이 패널(110)의 기본 정보(예를 들어, 상태 정보, 식별 정보, 인셀 타입 등의 타입 정보 등), 디스플레이 패널(110)의 구동 모드 정보(예를 들어, 액티브 모드, 아이들 모드 등의 모드 식별 정보), 다운링크 신호의 특성 정보(예를 들어, 주파수, 펄스 개수 등), 구동 타이밍 관련 정보, 멀티플렉서 구동 정보, 파워 모드 정보(예를 들어, 소비 전력 저감을 위해 디스플레이 패널 및 스타일러스 구동이 되지 않는 LHB 정보 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(110)과 스타일러스 사이의 동기화를 위한 정보를 더 포함할 수도 있다.For example, the beacon signal may include one or more of basic information of the display panel (110) (e.g., status information, identification information, type information such as in-cell type, etc.), driving mode information of the display panel (110) (e.g., mode identification information such as active mode, idle mode, etc.), characteristic information of a downlink signal (e.g., frequency, number of pulses, etc.), driving timing related information, multiplexer driving information, power mode information (e.g., LHB information that the display panel and stylus are not driven to reduce power consumption, etc.), and may further include information for synchronization between the display panel (110) and the stylus.
핑 신호(Ping)는 다운링크 신호의 동기화를 위한 제어 신호일 수 있다.Ping signal can be a control signal for synchronization of downlink signals.
다운링크 신호에 포함될 수 있는 부가 정보는 일 예로 압력, 스타일러스 ID, 버튼 정보, 배터리 정보, 에러 체크 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Additional information that may be included in the downlink signal may include, for example, one or more of pressure, stylus ID, button information, battery information, and error check information.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치에서, 아이들 모드의 경우에 스타일러스에 대한 터치 구동이 이루어지는 타이밍을 예시로 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a drawing showing an example of timing at which touch operation for a stylus is performed in idle mode in a touch display device according to embodiments of the present invention.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 디스플레이 장치(100)는 터치 컨트롤러(TCR)에서 생성되는 모드 제어 신호(MCS)에 따라 액티브 모드와 아이들 모드로 동작될 수 있다.Referring to FIG. 12, a touch display device (100) according to embodiments of the present invention can be operated in an active mode and an idle mode according to a mode control signal (MCS) generated by a touch controller (TCR).
블랭크 구간에 터치 센싱 동작이 이루어지는 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 하나의 디스플레이 프레임 기간에 A 시간의 터치 구동 기간을 가지지만, 아이들 모드에서는 A 시간보다 작은 B 시간의 터치 구동 기간을 가지도록 터치 구동 신호(Tsync)가 생성될 수 있다.When a touch sensing operation is performed in a blank period, the timing controller (140) can generate a touch driving signal (Tsync) such that the touch driving period is A hours per one display frame period in the active mode, but the touch driving period is B hours, which is smaller than A hours, in the idle mode.
또한, 하나의 디스플레이 프레임 기간에 복수의 터치 구동 기간을 포함하는 LHB 구동의 경우, 타이밍 컨트롤러(140)는 액티브 모드에서 하나의 디스플레이 프레임 기간에 A 횟수의 터치 구동 기간을 가지지만, 아이들 모드에서는 A 횟수보다 작은 B 횟수의 터치 구동 기간을 가지도록 터치 구동 신호(Tsync)가 생성될 수 있다. In addition, in the case of LHB driving including multiple touch driving periods in one display frame period, the timing controller (140) may generate a touch driving signal (Tsync) such that one display frame period has A number of touch driving periods in the active mode, but has B number of touch driving periods, which is less than A number, in the idle mode.
이 때, 액티브 모드와 아이들 모드의 디스플레이 프레임 기간은 동일하기 때문에, 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에서 아이들 모드의 터치 구동 기간은 액티브 모드보다 감소되지만 아이들 모드의 디스플레이 구동 기간은 액티브 모드보다 증가할 수 있다.At this time, since the display frame periods of the active mode and the idle mode are the same, the touch driving period of the idle mode within one display frame period may be reduced compared to the active mode, but the display driving period of the idle mode may be increased compared to the active mode.
이 때, 디스플레이 패널(110)에서 스타일러스로 전송되는 업링크 신호 및 스타일러스에서 디스플레이 패널(110)로 전송되는 다운링크 신호는 아이들 모드에서 각각 터치 구동 기간에 전송될 수 있다.At this time, the uplink signal transmitted from the display panel (110) to the stylus and the downlink signal transmitted from the stylus to the display panel (110) can be transmitted during the touch driving period in the idle mode, respectively.
*예를 들어, 아이들 모드에 진입 후 최초의 터치 구동 기간에 업링크 신호 중 하나인 비콘 신호(Beacon)가 디스플레이 패널(110)에서 스타일러스로 1차례 이상 전송될 수 있다. *For example, during the first touch operation period after entering the idle mode, a beacon signal, which is one of the uplink signals, may be transmitted from the display panel (110) to the stylus one or more times.
디스플레이패널(110)에서 스타일러스로 비콘 신호가 전송되면, 스타일러스는 비콘 신호에 응답하여 미리 규정된 프로토콜에 따라 정해진 터치 구동 기간에 다운링크 신호를 출력할 수 있다.When a beacon signal is transmitted from the display panel (110) to the stylus, the stylus can output a downlink signal for a set touch driving period according to a predefined protocol in response to the beacon signal.
이 때, 스타일러스에서 출력되는 다운링크 신호는 두 번째 터치 구동 기간에 디스플레이 패널(110)에 포함된 다수의 터치 전극(TE) 중 하나 이상에 인가될 수 있다.At this time, the downlink signal output from the stylus can be applied to one or more of a plurality of touch electrodes (TE) included in the display panel (110) during the second touch driving period.
즉, 스타일러스는 아이들 모드의 최초 터치 구동 기간에 디스플레이 패널(110)로부터 업링크 신호를 수신한 다음, 두 번째 터치 구동 기간에 다운 링크 신호를 디스플레이 패널(110)에 전송할 수 있다.That is, the stylus can receive an uplink signal from the display panel (110) during the first touch driving period in the idle mode, and then transmit a downlink signal to the display panel (110) during the second touch driving period.
이 때, 스타일러스에서 출력되는 다운링크 신호가 스타일러스의 위치에 대한 다운링크 신호인 경우, 다운링크 신호는 주기적으로 스윙하는 펄스들로 이루어진 신호일 수 있다. 또는, 스타일러스에서 출력되는 다운링크 신호가 스타일러스의 데이터에 대한 다운링크 신호인 경우, 다운링크 신호는 해당 데이터를 표현하는 비주기적인 펄스들로 이루어진 신호일 수 있다.At this time, if the downlink signal output from the stylus is a downlink signal for the position of the stylus, the downlink signal may be a signal composed of pulses that swing periodically. Alternatively, if the downlink signal output from the stylus is a downlink signal for data of the stylus, the downlink signal may be a signal composed of aperiodic pulses representing the corresponding data.
이와 같이, 본 발명의 터치 디스플레이 장치(100)는 아이들 모드로 진입한 상태에서 디스플레이 패널(110)에서 스타일러스 전송되는 업링크 신호와 스타일러스에서 디스플레이 패널(110)로 전송되는 다운링크 신호를 터치 구동 기간에 교대로 전송함으로써, 소비 전력을 감소시키는 동시에 스타일러스와의 동기를 효율적으로 진행할 수 있다.In this way, the touch display device (100) of the present invention can efficiently perform synchronization with the stylus while reducing power consumption by alternately transmitting an uplink signal transmitted from the stylus to the display panel (110) and a downlink signal transmitted from the stylus to the display panel (110) during the touch driving period while entering the idle mode.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative description of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, and therefore the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.
100: 터치 디스플레이 장치
110: 디스플레이 패널
140: 타이밍 컨트롤러100: Touch display device
110: Display panel
140: Timing Controller
Claims (13)
터치 센싱 유형에 따라 제 1 모드 및 제 2 모드로 구분하며, 상기 복수의 터치 전극으로부터 수신되는 터치 센싱 신호를 기준으로 터치 유무 또는 터치 위치를 검출하는 터치 구동 회로; 및
상기 제 1 모드에서의 터치 구동 기간은 상기 제 2 모드에서의 터치 구동 기간과 다르게 터치 동기 신호를 생성하여, 상기 터치 구동 회로에 공급하는 타이밍 컨트롤러를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
A display panel including a plurality of touch electrodes and being divided and driven into at least one display driving period and at least one touch driving period within one display frame period;
A touch driving circuit that detects the presence or absence of a touch or a touch position based on a touch sensing signal received from the plurality of touch electrodes, and is divided into a first mode and a second mode according to the touch sensing type; and
A touch display device including a timing controller that generates a touch synchronization signal and supplies it to the touch driving circuit, the touch driving period in the first mode being different from the touch driving period in the second mode.
상기 제 1 모드는 터치 위치를 검출하는 모드이고,
상기 제 2 모드는 터치 유무를 감지하는 모드인 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The above first mode is a mode for detecting the touch position,
A touch display device in which the second mode is a mode that detects the presence or absence of a touch.
상기 제 1 모드는
상기 복수의 터치 전극에 터치 구동 신호를 순차적으로 인가하고,
상기 제 2 모드는
동일한 터치 구동 신호를 상기 복수의 터치 전극에 동시에 인가하는 터치 디스플레이 장치.
In the second paragraph,
The above first mode is
Sequentially applying a touch driving signal to the above plurality of touch electrodes,
The second mode above is
A touch display device that simultaneously applies the same touch driving signal to a plurality of touch electrodes.
상기 제 2 모드는
상기 제 1 모드에서 수행되는 터치 센싱 기능 중 적어도 일부의 기능이 제한되는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The second mode above is
A touch display device in which at least some of the touch sensing functions performed in the first mode are limited.
상기 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에 터치 구동 기간이 둘 이상 포함되는 LHB 구동의 경우,
상기 제 1 모드는 상기 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에, n(n은 2 이상의 자연수)개의 디스플레이 구동 기간과 n개의 터치 구동 기간을 포함하고,
상기 제 2 모드는 상기 하나의 디스플레이 프레임 기간 내에, n개의 디스플레이 구동 기간과 m(m은 n 보다 작은 자연수)개의 터치 구동 기간을 포함하는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
In the case of LHB driving where two or more touch driving periods are included within the above one display frame period,
The above first mode includes n (n is a natural number greater than or equal to 2) display driving periods and n touch driving periods within the one display frame period,
The second mode is a touch display device including n display driving periods and m (wherein m is a natural number less than n) touch driving periods within one display frame period.
상기 m은 1인 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 5,
The above m is a single-touch display device.
상기 타이밍 컨트롤러는
상기 제 2 모드에서 상기 디스플레이 패널에 공급하는 디지털 영상 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리를 턴-오프시키는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The above timing controller
A touch display device that turns off a memory for temporarily storing digital image data supplied to the display panel in the second mode.
상기 타이밍 컨트롤러는
포인트-투-포인트 방식의 인터페이스를 통해 상기 터치 구동 회로에 데이터 패킷을 전송하되,
상기 제 1 모드에서 쌍으로 이루어진 신호 라인을 통해 상기 데이터 패킷을 전송하고,
상기 제 2 모드에서 쌍으로 이루어진 신호 라인 중 하나의 신호 라인을 통해 상기 데이터 패킷을 전송하는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The above timing controller
Transmitting data packets to the touch driving circuit via a point-to-point interface,
In the above first mode, the data packet is transmitted through a pair of signal lines,
A touch display device that transmits the data packet through one of the signal lines formed in a pair in the second mode.
상기 타이밍 컨트롤러는
상기 제 1 모드에서 상기 터치 구동 회로에 전달되는 전원 제어 신호 중 적어도 일부를 상기 제 2 모드에서 턴-오프시키는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The above timing controller
A touch display device that turns off at least some of the power control signals transmitted to the touch driving circuit in the first mode in the second mode.
상기 디스플레이 패널은
상기 제 1 모드에서 하나의 터치 구동 기간 내에 스타일러스로 업링크 신호를 전송하고 상기 스타일러스로부터 다운링크 신호를 수신하며,
상기 제 2 모드에서 제 1 터치 구동 기간에 상기 스타일러스로 업링크 신호를 전송하고, 제 2 터치 구동 기간에 상기 스타일러스로부터 다운링크 신호를 수신하는 터치 디스플레이 장치.
In paragraph 1,
The above display panel
In the above first mode, an uplink signal is transmitted to the stylus and a downlink signal is received from the stylus within one touch driving period,
A touch display device that transmits an uplink signal to the stylus during a first touch driving period in the second mode and receives a downlink signal from the stylus during a second touch driving period.
상기 업링크 신호는
상기 스타일러스의 구동에 필요한 비콘 신호; 및
동기화를 위한 핑 신호를 포함하는 터치 디스플레이 장치.
In Article 10,
The above uplink signal is
A beacon signal required to drive the above stylus; and
A touch display device including a ping signal for synchronization.
상기 다운링크 신호는
상기 스타일러스의 위치, 기울기, 및 부가 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 신호인 터치 디스플레이 장치.
In Article 10,
The above downlink signal is
A touch display device, wherein the signal comprises at least one of position, inclination, and additional information of the stylus.
상기 터치 센싱 신호에 따라 모드 제어 신호를 출력하고, 상기 모드 제어 신호에 따라 제 1 모드 및 제 2 모드로 구분되는 터치 동기 신호를 수신하며, 상기 터치 동기 신호에 따라 터치 유무 또는 터치 위치를 검출하는 터치 컨트롤러를 포함하되,
상기 터치 동기 신호는
상기 제 1 모드에서의 터치 구동 기간은 상기 제 2 모드에서의 터치 구동 기간과 다르게 제어되는 터치 구동 회로.
A touch sensing circuit for supplying a touch driving signal to a display panel including a plurality of touch electrodes and being divided into at least one display driving period and at least one touch driving period within one display frame period, and receiving a touch sensing signal received from the plurality of touch electrodes during the at least one touch driving period; and
A touch controller is included that outputs a mode control signal according to the above touch sensing signal, receives a touch synchronization signal that is divided into a first mode and a second mode according to the above mode control signal, and detects the presence or absence of a touch or a touch position according to the touch synchronization signal.
The above touch synchronization signal
A touch driving circuit in which the touch driving period in the first mode is controlled differently from the touch driving period in the second mode.
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